در این رساله از روش شبکه بولتزمن برای شبیه سازی پیل سوختی متانولی استفاده گردید. ساختار شبکه بولتزمن استفاده شده، d2q9، دوبعدی با نه بردار سرعت بوده است. محدوده شبیه سازی شامل تمام هفت بخش پیل سوختی شامل: کانال آندی، لایه های نفوذ و کاتالیست آندی، غشاء، کانال کاتدی، لایه های نفوذ و کاتالیست کاتدی می شود. این هفت بخش شامل هم نواحی متخلخل و هم غیر متخلخل بوده اند؛ لذا کلیه معادلات لازم برای شبیه سازی جریان سیال، انتقال حرارت و غلظت اجزای شیمیایی مختلف، در این نواحی به منظور پیش بینی کارایی پیل سوختی توسط روش شبکه بولتزمن حل گردیدند. برای شبیه سازی همزمان میدانهای سرعت و دما لازم است از توابع توزیع جداگانه ای برای هرکدام استفاده شود. در محاسبات میدان غلظت اجزاء نیز باید برای تعیین غلظت هرجزء شیمیایی از تابع توزیع جداگانه ای استفاده نمود. با توجه به تغییر خواص مواد در کانالهای آندی و کاتدی و تفاوت زیاد سرعتها در این نواحی، برای هر کدام از نواحی آندی و کاتدی از توابع توزیع جداگانه ای استفاده شده است. با توجه به عدم پیش بینی درست توسط معادله دارسی برای جریان در نواحی متخلخل در محدوده وسیعی از سرعتها، در این رساله شبیه سازی محیط متخلخل با استفاده از روش برینکمن ـ فورچهایمر شرح داده و استفاده شده است. همچنین نحوه محاسبه ضریب انتقال حرارت کلی در نواحی متخلخل، ناشی از انتقال حرارت در بخشهای جامد و سیال ذکر گردید. برای رسیدن به پاسخهای دقیق، باید اندازه (قدر مطلق) متغیر مورد بررسی در شبیه سازی lbm بین 0 و 1 تغییر کند، لذا باید از بی بعد سازی یا تغییر متغیر مناسبی استفاده نمود. در نتیجه باید ضرایب نفوذ، شرایط مرزی و عبارتهای چشمه را با توجه به این مطلب اصلاح کرد. از موارد بحرانی در شبیه سازیها، چگونگی اعمال مناسب عبارتهای چشمه در معادلات مربوط به میدان دما و غلظت اجزاء شیمیایی بوده است. در این رابطه باید بازه زمانی در روش شبکه بولتزمن را به شکل درستی با بازه زمانی در مدل واقعی مرتبط نمود. با توجه به شبیه سازی میدانهای سرعت، دما و غلظت در پیل سوختی، اعداد بی بعد، رینولدز، پرانتل و اشمیت باید در روش شبکه بولتزمن برابر مقادیر واقعی در مدل اصلی باشند. به منظور مستند سازی کد lbm مورد استفاده در این رساله برای شبیه سازی میدانهای سرعت و متغیری عددی (مانند دما) در نواحی شفاف و متخلخل برای سرعتهای متفاوت، شبیه سازیهای مختلفی انجام شد. در شبیه سازیهای میدان سرعت و دما در کانال و محفظه مربعی به صورت شفاف و متخلخل نتایج سازگاری بسیار خوبی با نتایج موجود در سابقه علمی موضوع داشته اند. در شبیه سازی پیل سوختی نیز سازگاری خوبی در مقایسه با نتایج موجود در سابقه علمی موضوع و نتایج تجربی مشاهده گردید. در شبیه سازی ها از فرض جریان چند جزئی استفاده شد، لذا هر عاملی که با افزایش غلظت فاز ثانویه باعث انحراف جریان از مدل چند جزئی گردد، دقت شبیه سازی را کاهش خواهد داد؛ از این عوامل می توان به افزایش چگالی جریان (با افزایش نرخ واکنش)، غلظت متانول در ورودی (با افزایش مواد اولیه جهت انجام واکنش)، دما (با تسریع در نرخ واکنش) و طول کانال (انباشته شدن و افزایش غلظت فاز ثانویه با حرکت سیال در طول کانال) اشاره نمود.

هدف از این پایان نامه، بررسی میدان جریان و دما در کانال پوشیده شده بوسیله تخلخل جزیی با ورودی غیر یکنواخت با استفاده از روش شبکه بولتزمن می باشد. برای شبیه سازی جریان آرام و انتقال حرارت در هندسه مورد نظر، روش شبکه بولتزمن با مدل نه سرعته و تقریب بی-جی-کی برای عملگر برخورد مورد بررسی قرار می گیرد. همچنین برای بالا بردن دقت شبیه سازی در مدل کردن جریان درون لایه متخلخل، از مدل برینکمن- فورچهایمر استفاده شده است. پس از حل مساله به صورت عددی، تاثیر پارامترهای محیط متخلخل مانند عدد دارسی ، خاصیت تخلخل و تغییر نسبت ضریب انتقال حرارت جامد به سیال،در نتایج بررسی شده و همچنین از مدل تخلخل متغیر برای ارائه برخی نمودارها استفاده شده است. نتایج شامل پروفیلهای سرعت و دما، بردارهای سرعت در طول کانال، کانتورهای دما و سرعت افقی، ضریب اصطکاک محلی ، پارامتر فشار و نیز توزیع محلی و متوسط عدد ناسلت می باشد. نتایج حاصل از این مطالعه علاوه بر اعتبارسنجی روش شبکه بولتزمن، نشان می دهد که بکاربردن لایه متخلخل راهکاری مساعد جهت یکنواخت کردن جریان های ورودی غیر یکنواخت است. این روند با کاهش عدد دارسی و نیز کاهش خاصیت تخلخل، تسریع شده و میدان یکنواخت تری از سیال وجود خواهد داشت. همچنین با بکار گیری مدل تخلخل متغیر، اثردیواره کانال نسبت به حالت تخلخل ثابت، نمود بیشتری دارد. اثر لایه متخلخل بر انتقال حرارت نیز بررسی شده است. به این صورت که کاهش عدد دارسی به یکنواخت تر شدن توزیع دما می انجامد. همچنین، با افزایش عدد دارسی، عدد ناسلت متوسط کاهش یافته و با افزایش عدد رینولدز نیز افزایش پیدا می کند.

در این پژوهش شبیه سازی عددی توزیع و پخش ذرات در داخل یک ساختمان سه بعدی و با استفاده از نرم افزار فلوئنت، مورد مطالعه قرار گرفته است. با به کارگیری دیدگاه اویلری برای فاز سیال و اعمال روش حجم محدود در گسسته سازی معادلات حاکم، معادلات بقای جرم و مومنتم حل شده است. حرکت ذرات معلق با استفاده از دیدگاه لاگرانژی و با در نظر گرفتن نیروهای درگ، گرانش، لیفت و براونی ( و نیروی ترموفورسیس برای گازهای co و گاز طبیعی ) شبیه سازی شده است. هندسه مورد بررسی، یک ساختمان با فضاهای تقسیم بندی شده و دریچه های ورودی و خروجی هوا می باشد. جریان با سرعت ثابت و به طور یکنواخت از دریچه های ورودی هوا وارد حوزه حل می شود، و از دریچه های خروجی خارج می گردد. عدد رینولدز بر اساس سرعت ورودی هوا در دریچه هال در محدوده 13000 تا 38000 می باشد. تعداد 2×?10?^7 ذره کروی وارد میدان محاسبات شده است. ذرات آلاینده به دو گروه تقسیم شده اند: آلاینده های جوی و گازهای آلاینده داخلی؛ آلاینده های جوی شامل چهار گروه ذره، با قطرهای آیرودینامیکی 0/1، 1، 5 و 10?m می باشند و تاثیر تغییر قطر ذره، تغییر نرخ تهویه و جابجایی محل تزریق ذرات روی غلظت متوسط و رسوب این ذرات مورد مطالعه قرار گرفته است. گازهای آلاینده داخلی شامل گاز طبیعی و گاز منواکسید کربن (co) می باشند و اثر تغییر ماده، تغییر محل پخش ذرات و تغییر فصل در آنها مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج پژوهش حاضر نشان داد که انتشار ذرات به شدت تحت تاثیر الگوی جریان هوا، نرخ تهویه هوا، موقعیت منبع و اندازه ذرات آلاینده قرار می گیرد. بررسی سرنوشت ذرات معلق با قطرهای فوق نشان داد که با افزایش قطر ذره و نرخ تعویض هوا غلظت ذرات در محیط کاهش می یابد و رسوب ذرات نیز تحت تاثیر قرار میگیرد. بررسی انتشار گازهای آلاینده داخلی نشان داد که گاز طبیعی و گاز منواکسید کربن (co) در جهت خطوط جریان هوا حرکت می کنند و غلظت گاز منواکسید کربن (co) و گاز طبیعی در فصل تابستان بیشتر از فصل زمستان می باشد.

چکیده: هدف از این تحقیق بررسی عددی جریان و انتقال حرارت در سمت گاز مبدل های حرارتی صفحه لوله با سطوح گسترش یافته ی مختلف در رژیم جریان درهم است. از جمله کاربرد های این نوع مبدل ها در میان خنک کن موتورهای دیزل است. در این تحقیق سطوح گسترش یافته ی تخت، موج دار و شیار دار با یکدیگر مقایسه شده اند. سیال عامل هوا با عدد پرانتل 74/0 و عدد رینولدز بین 600 الی 3500 است. برای حل معادلات حاکم از نرم افزار تجاری فلوئنت استفاده شده است. معادلات با استفاده از روش حجم محدود گسسته سازی شده اند و الگوریتم simple برای برقراری ارتباط بین سرعت و فشار استفاده شده است. برای مدل کردن اغتشاش از مدل های rng ، و rsm استفاده شده است. برای تحلیل انتقال حرارت در این مبدل ها از اصل هم پوشانی میدان استفاده شده است. طبق این اصل کاهش زاویه ی بین بردار سرعت و گرادیان دما یک عامل مثبت برای انتقال حرارت است و زمینه ی بهتری برای انتقال حرارت فراهم می کند. نتایج نشان می دهد در عدد رینولدز 600، استفاده از سطوح گسترش یافته ی بهبود یافته چندان مقرون به صرفه نمی باشد و لیکن با افزایش عدد رینولدز این سطوح بهبود قابل توجهی را در عملکرد مبدل ایجاد می کنند. سطوح گسترش یافته ی شیار دار در اعداد رینولدز بین 900 تا 2500 عملکرد بهتری نسبت به سطوح گسترش یافته موج دار دارند و در عدد رینولدز بالاتر از 2500 عملکرد سطوح گسترش یافته موج دار و شیار دار مشابه یکدیگر است. کلمات کلیدی: مبدل های حرارتی صفحه لوله، مدل های اغتشاش، اصل هم پوشانی میدان، سطوح گسترش یافته، میان خنک کن

در این پژوهش از روش شبکه بولتزمن برای بررسی انتقال حرارت و جریان سیال در یک مبدل حرارتی پر شده با محیط متخلخل استفاده شده است. جریان به صورت آرام، پایا، تراکم ناپذیر و دوبعدی فرض شده است. مدل برینکمن –فورچایمر برای شبیه سازی محیط متخلخل مورد استفاده قرار گرفته است. هندسه مسلئه به صورت یک حفره با ورودی و خروجی جریان و سه فین همدما در داخل آن مدل شده است. دیواره های حفره به صورت عایق در نظر گرفته شده است. در هندسه مورد نظر، روش شبکه بولتزمن با مدل نه سرعته و تقریب بی جی کی برای عملگر برخورد در شبیه سازی جریان و انتقال حرارت مورد استفاده قرارگرفته است. در این شبیه-سازی اثر تغییر عدد رینولدز و پرانتل و مقادیر مختلف تخلخل و همچنین اثر موقعیت فین 2 بر روی میدان دما و جریان مورد بررسی قرار گرفته است. شبیه سازی برای اعداد رینولدز در محدوده بین 10 تا 60 و برای اعداد پرانتل در محدوده بین 5/0 تا 5 در مقادیر مختلف تخلخل بین 3/0 تا 1 انجام شده است. در این مطالعه عدد دارسی برابر 10-3 و نسبت ضریب هدایت محیط متخلخل به سیال برابر 100 می باشد. نتایج به صورت خطوط جریان، خطوط همدما، نمودارها ی عدد ناسلت متوسط نشان داده شده است. در ابتدا نتایج به دست آمده در دو مرحله برای جریان سیال و انتقال حرارت اعتبار سنجی شده است. نمودارهای سرعت بدون بعد و عدد ناسلت متوسط و موضعی تطابق خوبی را با کارهای گذشته نشان می دهد. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می دهد که با افزایش عدد رینولدز و عدد پرانتل، انتقال حرارت در فین ها افزایش می یابد. همچنین با کاهش تخلخل در فین اول عدد ناسلت به ترتیب افزایش می یابد. در فین 2 در اعداد رینولدز و پرانتل پایین با کاهش تخلخل، عدد ناسلت کاهش می یابد، اما در اعداد رینولدز بالا، عدد ناسلت افزایش می یابد. علاوه بر این در فین3 کاهش تخلخل باعث کاهش مقدار عدد ناسلت متوسط در این فین می شود. همچنین نتایج نشان می دهد که بیشترین افزایش عدد ناسلت در فین 1 و 2، هنگامی رخ می دهد که فین 2 به ترتیب در موقعیتp3 وp1 قرار گرفته باشد.

در این پایان نامه شبیه¬سازی میدان جریان و میدان غلظت در یک پیل سوختی متانولی مورد توجه قرار گرفته است. شبیه¬سازی به¬صورت دوبعدی و به ¬روش شبکه بولتزمن صورت گرفته است. واکنش¬های شیمیایی در قسمت آند و کاتد به صورت مدل مخلوط دوفازی شبیه¬سازی شده¬اند. در ابتدا مدل دوفازی و تک¬فازی جریان باهم مقایسه شده است. دیده شده است که در مدل مخلوط دوفازی در ناحیه آند، سرعت بیشتری نسبت به مدل تک فاز مایع بدست می¬آید و در یک چگالی جریان معین، ولتاژ بدست آمده از مدل مخلوط دوفازی نسبت به مدل تک فازی بیشتر می¬باشد. در ادامه تاثیر پارامترهای عملکرد مانند غلظت متانول ورودی و ضرایب تخلخل نواحی متخلخل بر عملکرد پیل سوختی بررسی شده است. نتایج نشان می¬دهد که افزایش غلظت متانول ورودی و ضریب تخلخل، باعث بهبود منحنی¬های ولتاژ-جریان در پیل می¬شود و چگالی جریان قابل حصول در پیل سوختی را افزایش می¬دهد. این افزایش غلظت از طرفی باعث افزایش عبور متانول در پیل می¬شود که یک پدیده زیان آور برای عملکرد پیل سوختی است و باعث اتلاف بخشی از سوخت می¬شود.

هیدروژن به¬عنوان سوختی پاک و جایگزین برای سوخت¬های معمول هیدروکربنی شناخته شده است. این عنصر به¬عنوان بهترین گزینه و اقتصادی¬ترین سوخت در دراز مدت به منظور استفاده در سیستم¬های پیل سوختی از پتانسیل بسیار بالایی برخوردار است.در این پژوهش با استفاده از یک مدل دوبعدی و ساختار d2q9 در روش شبکه بولتزمن، رفتار بستر هیدرید فلزی از در انتقال حرارت و جرم به هنگام آزادسازی هیدروژن مورد شبیه¬سازی قرار گرفته و پارامترهای موثر بر عملکرد بستر هیدرید مورد بررسی قرار گرفته¬اند. نتایج نشان داده است که با افزایش دما و ضریب هدایت حرارت بستر، عملکرد مخزن بهبود می¬یابد. از طرفی کاهش فشار تخلیه هیدروژن نیز موجب می¬شود بستر در زمان کمتری هیدروژن را واجذب کند. با افزایش ضریب انتقال حرارت جابجایی سیال گرم کننده اطراف مخزن تا اندازه¬ای مشخص، زمان واجذب هیدروژن کاهش پیدا می¬کند. با افزایش نسبت ارتفاع به شعاع بستر انتقال حرارت به بستر بهبود یافته و واجذب هیدروژن بیشتر می¬شود.

در این پایان نامه یک سیستم شامل مخزن متال هیدرید و اکسیژن مایع و مبدلهایی جهت پیش گرم کردن اکسیژن و هیدروژن و همچنین خنک نمودن استک پیل سوختی، می باشد. در این پژوهش شاهد تاثیر عواملی همچون استوکیومتری و دمای اکسیژن و هیدروژن ورودی به استک پیل سوختی و .. بر روی توان تولیدی پیل و آب مورد نیاز برای خنک نمودن استک و .. میباشیم.

امروزه یکی از موضوعات مورد مطالعه محققان، تولید انرژی الکتریسته از منابع تجدیدپذیر بخصوص انرژی باد، در مناطق شهری است. در این پژوهش به بررسی عددی تاثیر نصب پره داخلی بر عملکرد توربین بادی ساونیوس برای کاربرد خانگی پرداخته شده است. از نرم-افزارهای گمبیت و فلوئنت برای شبیه سازی استفاده گردید. شبیه سازی به صورت دو بعدی و سه بعدی انجام شده و عوامل مختلفی که بر روی بازدهی روتور تاثیر دارد که عبارتند از: فاصله پره ها از هم، عرض شکاف پره اصلی، انحنای پره داخلی و چند تکه بودن پره داخلی است، مورد مطالعه قرار گرفت. به دلیل پیچیدگی جریان، مدل آشفتگی مورد استفاده در این هندسه k-? rngانتخاب شده است. از آنجایی که این توربین ها کاربرد شهری و خانگی دارند، شبیه سازی در سرعت باد متداول در این نواحی (6-3 متر بر ثانیه) انجام شده است. نمودارهای گشتاور و ضریب گشتاور بررسی شده و هندسه های مختلف باهم مقایسه شده است. مشاهده گردید که کاهش فاصله پره ها ازهم، کاهش عرض شکاف پره اصلی، افزایش انحنای پره داخلی، قرارگیری پره داخلی در انتهای پره اصلی و یک تکه بودن پره داخلی باعث بهبود راندمان روتور می شود.

سیستم های میکروسیالی دارای دوعضو بسیار با ارزش می باشند که بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. علاوه بر میکروپمپ ها، میکرومیکسرها یکی دیگر از عناصر و اجزای مهم یک سیستم میکروسیالاتی می باشد. بررسی های بسیاری بر روی میکروپمپ شده است اما میکرومیکسر از این حیث هنوز جای کار دارد. میکرومیکسرها دستگاه های کوچکی هستند که برای اختلاط حداقل دو فاز مختلف که می توانند مایع، گاز و یا جامد باشند، به کار می روند. طول مشخصه کانال اختلاط میکرومیکسرها در محدوده چند میلیمتر می باشد. عرض میکروکانال های معمولی در محدوده ??? تا ??? میکرومتر می باشد. ارتفاع کانال نیز از مرتبه عرض کانال و یا کوچکتر از آن است. حجم داخلی میکرومیکسر از مرتبه میکرولیتر و یا میلی لیتر می باشد. در این دستگاه های کوچک، نسبت سطح به حجم سیالات اختلاط افزایش می یابد. در مقایسه با اندازه های مولکولی، ابعاد و حجم میکرومیکسرها بسیار بزرگتر است. این واقعیت موجب ایجاد دو مشخصه کلیدی در میکرومیکسرها می شود. اولاً امکان طراحی میکرومیکسرها را بر اساس دستکاری لایه مجازی بین سیالات اختلاط توسط هندسه کانال و یا اختلال خارجی می دهد و ثانیاً فرآیندهای مولکولی مانند سینتیک واکنش ها در میکرومیکسر بدون تغییر باقی می مانند. روش شبکه بولتزمن، تکنیک عددی قدرتمندی است که بر پایه تئوری سینتیک برای شبیه سازی جریان سیال و مدل کردن فیزیک های مختلف در سیال به کار می رود. در مقایسه با روش های مرسوم cfd، این روش دارای مزایایی هم چون بکارگیری و اجرای آسان و موثر برای محاسبات موازی و هم چنین، بررسی و کنترل راحت و قدرتمند در روند حل هندسه های پیچیده است. در این پایان نامه مطالعه جامعی بر فرآیند اختلاط حرارتی میکرومیکسر t شکل با استفاده از مدل دوبعدی حرارتی شبکه بولتزمن با ? سرعت، d2q9، انجام شده است. تاثیر هندسه کانال اختلاط، ضریب تخلخل ناحیه متخلخل، هدایت حرارتی موثر ناحیه متخلخل، موقعیت ناحیه متخلخل، نسبت ابعاد ناحیه متخلخل و زاویه ورود جریان های ورودی بر عملکرد حرارتی میکرومیکسر t شکل مورد بررسی قرار گرفته است.

امروزه یکی از مهم ترین مسائل در محیط¬زیست، مبارزه با آلودگی هوا می باشد. در این پژوهش به بررسی عددی انتشار و انتقال آلاینده در محیط پرداخته شده است. در محیط های شهری حرکت آلاینده ها تحت تاثیر ساختمان ها و موانع قرار می گیرد و برای بررسی چگونگی پراکندگی آن باید این موانع را در نظر گرفت. با استفاده از نرم¬افزار فلوئنت، پراکندگی در اطراف ساختمان ها شبیه سازی شده است. در هندسه اول تاثیر تغییرات ابعاد ساختمان رو به باد، تغییر فاصله بین دو ساختمانی که پشت ساختمان اصلی (ساختمانی که دودکش روی آن قرار دارد) قرار دارند و تغییرات دمای آلاینده بررسی شده است. در هندسه دوم، یک منطقه از شهر بابلسر مدل شده است و تاثیرات جهت باد، سرعت آلاینده خروجی از دودکش و شبیه سازی با دو دودکش بررسی شده است. شبیه سازی عددی به صورت سه بعدی با مدل آشفتگیk-ε realizable انجام شده است و با عدد اشمیت های مختلف شبیه-سازی شده است. مشاهده شده است که افزایش ارتفاع ساختمان رو به باد باعث می شود تا غلظت بین ساختمان ها تا 4 برابر افزایش یابد. هم چنین افزایش عرض باعث افزایش غلظت روی سقف می گردد. تشکیل گردابه بین ساختمان ها نیز با افزایش غلظت همراه است. تاثیرات عدد اشمیت در شبیه سازی با مدل rans نیز نشان داده شده است.

نویز حاصل از جت یکی از مهم ترین منابع تولید صوت در هواپیماست. جت نویز که از طریق حرکت سیال مغشوش خروجی از نازل و نفوذ و اندرکنش آن با محیط پیرامونی حاصل می شود، سبب تولید گردابه های با اندازه های مختلف در جریان آشفته می گردد که این گردابه ها منابع اصلی تولید امواج آکوستیکی در محدوده ی وسیع فرکانسی محسوب می شوند. در این پایان نامه، میدان آکوستیکی حاصل از یک جت مادون صوت به کمک روش های ترکیبی شبیه سازی شده است، در این کار، میدان آشفته ی جریان جت به کمک مدل های مختلف آشفتگی حل شده و دقیق ترین مدل برای ادامه ی شبیه سازی انتخاب شده است. سپس حل آکوستیکی جریان جت با استفاده از مدل آکوستیکی فاکس ویلیام- هاوکینگز و به کمک نتایج حاصل از حل آشفتگی جریان، انجام گرفته است. نتایج به دست آمده تطابق خوبی را با نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد. اهداف این پایان نامه بررسی نحوه ی انتشار صوت در زوایای مختلف از خروجی نازل ، میزان انتشار آن در جهت محوری از خروجی و همچنین تاثیر پارامترهای هندسی از جمله زاویه خروجی، طول و قطر نازل بر نتایج آکوستیک می باشد. نتایج بدست آمده به این صورت بوده است که در حالت کلی در فاصله ی شعاعی ثابت از خروجی نازل، در زوایای نزدیک به خط محوری نازل، میزان صدای بیشتری نسبت به زوایای بزرگتر و دورتر از محور انتشار می یابد. در راستای محوری جت نیز، نقطه ماکزیمم سطح فشار صوت در ناحیه ی انتهای هسته ی جت یعنی در فاصله حدود 8 تا 16 برابر قطر خروجی نازل مشاهده شده است. شبیه سازی انجام شده برای بررسی تاثیر پارامترهای هندسی نیز نشان داد که با کاهش زاویه ی خروجی نازل نسبت به زاویه ی ورودی، سطح فشار صوت افزایش می یابد، همچنین با افزایش طول و کاهش قطر خروجی نازل نیز میزان سطح فشار صوت ایجاد شده افزایش می یابد.

در این پاپان نامه به منظور بررسی فرآیند جوشش و مطالعه ی پدیده هایی مانند پیدایش، تغییر شکل، جابجایی و فروپاشی در اثر نیروی وزن و اعمال شار حرارتی، از تلفیق و اصلاح مدل اینامارو و تاناکا که برگرفته از مدل انرژی آزاد سوییفت در روش شبکه بولتزمن می باشند، استفاده شده است. برای فرآیند جوشش در یک کانال با شرایط مرزی پریودیک، باز و دیواره بترتیب در طرفین، بالا و پایین کانال و همچنین با وجود هیتر ی با شار حرارتی ثابت در مرکز، شبیه سازی شده است..

در این تحقیق هدف بررسی تاثیر برخی پارامترهای کاری بر کارکرد یک کلکتور صفحه تخت بعنوان جاذب می باشد. این پارامترها عبارتند از (pcm) خورشیدی با استفاده از مواد تغییر فاز دهنده 10، 12، 16 و 20 قطر لوله آب، دبی ورودی و نوع ماده تغییر فاز دهنده . برای چهار قطر لوله مختلف 10، 15، 20 و 30 کیلوگرم بر ساعت، محاسبات انجام شده است. همچنین ،15 ، میلیمتر و چهار دبی مختلف 10 اثر نوع ماده تغییر فاز دهنده در سه نوع مختلف آلی، غیر آلی و اوتکتیک بررسی گردیده است. بررسی کارکرد کلکتور بصورت حل عددی انجام شده است و پایه حل بر اساس روش حجم محدود می- باشد. محاسبات برای حالت سه بعدی و به صورت گذرا برای زمان ده ساعت انجام شده است . حل کننده ضمنی و تفکیکی بوده و الگوریتم جایگذاری فشار الگوریتم استاندارد، الگوریتم حل معادله ممنتم و از الگوریتم مرتبه اول بالا دست simple مرتبه دوم بالا دست و الگوریتم حل پیوند فشار - سرعت برای حل معادله انرژی استفاده شده است . لازم بذکر است که خواص متغیر مواد تغییر فاز دهنده و اعمال گردیده است. برای شبکه بندی مدل fluent در udf فرایند ذوب و انجماد از طریق نوشتن از شبکه بندی های شش وجهی منظم استفاده شده است و سعی شده است تا ضمن حفظ دقت انجام محاسبات، زمان انجام محاسبات بیش از اندازه زیاد نگردد . نتایج نشان می دهد که حل عددی صورت گرفته مطابقت خوبی با بررسی آزمایشگاهی انجام گرفته توسط امان بلا و همکارانش دارد. اعتبار سنجی pcm حل عددی بر روی مدل با قطر لوله 12 میلیمتر، دبی 15 کیلوگرم بر ساعت و پارافین به عنوان در مدت زمان ده ساعت صورت گرفته است . در پایان محاسبات مشخص گردیده است با افزایش قطر لوله دمای آب خروجی افزایش مییابد و بیشترین دما در قطر 16 میلیمتر مشاهده شده است. همچنین میگردد و راندمان سیستم را افزایش می- pcm افزایش قطر و دبی سبب افزایش گرمای گرفته شده از دهد. استفاده از مواد تغییر فاز دهنده اوتکتیک سبب کاهش زمان دشارژ می گردد و دمای بالاتری را برای سیال سرد به وجود میآورد.